12、水下机器人分布式间距控制与机器人集群抗攻击聚类策略

水下机器人分布式间距控制与机器人集群抗攻击聚类策略

水下机器人分布式间距控制

在海洋探索和监测中，水下机器人的协同作业至关重要。其中，Driftcam 这种可通过控制浮力改变深度的水下机器人，在实现特定编队和深度跟踪方面面临挑战。

基础概念

• 图论 ：图 $G = (V, E)$ 由顶点集 $V = {1, 2, \cdots, n}$ 和边集 $E \subseteq {(i, j)|i, j \in V, i \neq j}$ 组成，本文使用的交互图是无向的。节点 $i$ 的邻居集 $N_i = {j \in V|(i, j) \in E}$，通信范围用 $r$ 表示，邻居 $j$ 与节点 $i$ 的距离 $d_{ij} \leq r$。若存在一系列不同节点，从 $i$ 开始到 $j$ 结束，且相邻节点为邻居，则称节点 $i$ 和 $j$ 是连通的。
• 势函数 ：构造平滑的集体势函数 $V(\Xi) = \frac{1}{2} \sum_{i = 1}^{n} \sum_{j \neq i, j = 1}^{n} \psi_{\alpha}(|\xi_j - \xi_i| {\sigma})$，其中 $\psi {\alpha}(\xi)$ 是具有有限截止值 $r_{\alpha} = |r| {\sigma}$ 和全局最小值 $\xi = d {\alpha}$ 的平滑成对吸引/排斥势。$|\xi| {\sigma} = \frac{1}{\epsilon} [\sqrt{1 + \epsilon|\xi|^